Основная лабораторная посуда

О.А. Колямшин

О.А. Александрова

В.А. Петрухина

Химия

Лабораторный практикум

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова»

О.А. Колямшин

О.А. Александрова

В.А. Петрухина

Химия

Лабораторный практикум

Чебоксары

2014

УДК 541.1+541.18 (075.8)

ББК Г.я73

К60

Колямшин О.А.

К60 Химия: лаб. практикум / О.А. Колямшин, О.А. Александрова, В.А. Петрухина. – Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2014. – 96 с.

ISBN 978-5-7677-1972-3

Представлены необходимые сведения по темам физической и коллоидной химии: химическая кинетика и равновесие, кондуктометрия, потенциометрия, буферные растворы, физико-химия поверхностных явлений, хроматография, получение и очистка коллоидных систем, определение порога коагуляции, эмульсии и растворы ВМС; методика выполнения лабораторных работ и контрольные вопросы.

Для студентов 1 курса медицинских специальностей.

Ответственный редактор д-р хим. наук,

профессор Н.И. Кольцов

Утверждено Учебно-методическим советом университета

ISBN 978-5-7677-1972-3 УДК 541.1+541.18 (075.8)

ББК Г.я73

университета, 2014

Александрова О.А., Петрухина В.А., 2014

Тема 1. Лабораторное оборудование

И химическая посуда

Основные определения и термины

Для того чтобы правильно выполнить лабораторные работы по химии, студенту необходимо ознакомиться с лабораторным оборудованием, химической посудой, весами, а также с техникой проведения основных лабораторных операций, сборкой простейших приборов, взвешиванием, нагреванием и сушкой веществ.

Оборудование химической лаборатории

Основным оборудованием химической лаборатории является рабочий стол, на котором проводится вся экспериментальная работа. Рабочие столы химической лаборатории имеют места для хранения химической посуды и приборов. Каждое рабочее место снабжено набором лабораторных принадлежностей.

На столе должно находиться только самое необходимое для работы: химическая посуда и реактивы.

Основная лабораторная посуда

Применяемую в лабораториях химическую посуду можно разделить на посуду общего назначения, специального назначения и мерную.

Посуда общего назначения. К группе общего назначения относятся те предметы, которые всегда должны быть в лаборатории и без которых нельзя провести большинство работ. Это пробирки, стаканы, воронки, колбы и мерная посуда.

Пробирки используют для проведения экспериментов с небольшими количествами реактивов. Они представляют собой узкие цилиндрической формы стеклянные сосуды с закругленным и коническим дном. Обычные лабораторные пробирки изготовляют из легкоплавкого стекла. Кроме обычных пробирок применяют также градуированные конические пробирки или центрифужные. Для хранения пробирок служат штативы. Для нагрева пробирки ее следует зажать в держателе.

Рис. 1.1. Химический стакан	Химические стаканы (рис. 1.1) представляют собой тонкостенные цилиндры различной вместимости (от 5 до 1000 мл). Они бывают двух видов: с носиками и без носиков. Cтаканы делают из термостойкого и химически стойкого стекла. Их применяют для вспомогательных работ с водными растворами.
Рис. 1.2. Плоскодонная колба	Конические колбы (рис. 1.2) применяют при проведении многих экспериментов по синтезу и анализу, а также для титрования. Плоскодонные и конические колбы чаще используют при аналитических работах. Они бывают различной вместимости, с носиками и без носиков, узкогорлые и широкогорлые. Нагревать колбу следует только через асбестированную сетку или на бане.
Рис. 1.3. Химическая воронка	Воронки (рис. 1.3) служат для переливания жидкостей, для фильтрования. Воронки имеют ровную внутреннюю стенку, но для ускоренного фильтрования применяют воронки с ребристой внутренней поверхностью. Воронки для фильтрования всегда имеют угол 60^о и срезанный длинный конец. Такие воронки называются аналитическими.

Мерная посуда. Для измерения определенного объема жидкостей служит специальная мерная посуда: мерные колбы, пипетки, бюретки, цилиндры, стаканчики, пробирки и мензурки.

Мерная колба представляет собой плоскодонную колбу различной вместимости. Различают узкогорлые и широкогорлые мерные колбы. На горле имеется колцевая метка. Она показывает уровень вместимости данной колбы. На самой колбе вытравлено число, указывающее ее вместимость в миллилитрах при определенной температуре. Приведенная вместимость означает, что при данной температуре объем воды, налитой в колбу до метки, точно соответствует указанному.

Мерные цилиндры (рис. 1.4) – стеклянные сосуды с нанесенными на наружной стенке делениями, указывающими вместимость в миллилитрах. Они бывают самой разнообразной вместимости: от 5-10 мл до 1л и больше. Чтобы отмерить нужный объем жидкости, ее наливают в мерный цилиндр до тех пор, пока нижний мениск не остановится на уровне нужного деления. Они используются для измерения объемов некоторых вспомогательных растворов или воды, а также для приготовления растворов.

Рис. 1.4. Мерный цилиндр

Мерные пипетки предназначены для отмеривания и переноса заданного объема раствора из одного сосуда в другой. Они представляют собой специальные стеклянные трубки с расширением посередине. В верхней части трубки нанесена метка, до которой набирают в пипетку жидкость. Широко применяют также

градуированные пипетки различной вместимости, на наружной стенке которых нанесены деления в 0,1 мл. Градуированной пипеткой можно отбирать любой объем жидкости в пределах ее вместимости. Бюретки (рис. 1.5) служат для отмеривания точных объемов жидкости, расходуемых в опыте и для титрования. Вместимость бюретки может составлять от 1 до 50 мл. С их помощью можно отмерить объем с погрешностью 0,03-0,05 мл; микробюретки позволяют отмерить объем еще с меньшей погрешностью – до 0,005 мл.

Рис. 1.5. Бюретка

Бюретки представляют собой градуированные по объему стеклянные трубки с нулевым делением наверху. К нижнему, слегка суженному концу бюретки припаян стеклянный кран или присоединен резиновый шланг с шариковым затвором и стеклянным носиком. В бюретки с краном можно наливать все жидкости за исключением щелочей, которые могут вызвать заедание притертого крана. Для работы с щелочами применяют бескрановые бюретки с резиновой насадкой.

Бюретки укрепляют вертикально в штативах. Вместимость бюретки может составлять от 1 до 50 мл. Бюретку заполняют, наливая раствор сверху через воронку с коротким концом, таким, чтобы он не доходил до нулевого деления бюретки. Затем открывают кран или зажим, чтобы заполнить раствором часть бюретки, расположенную ниже крана или зажима до нижнего конца капилляра. Это нужно проделать очень тщательно, чтобы в отводной части бюретки не оставалось пузырьков воздуха. Если они останутся, то при титровании израсходованный объем жидкости будет определен неправильно.

У бескрановых бюреток пузырек воздуха можно удалить, загнув резиновую трубку с капилляром так, чтобы кончик капилляра был направлен вверх и в сторону от себя и его соседей. Затем осторожно открывают зажим, вытесняют раствором воздух из кончика капилляра. Зажим закрывают, когда из кончика капилляра начнет вытекать жидкость.

Бюретку устанавливают на ноль только после того, как работающий убедится, что в капилляре или кончике бюретки не осталось пузырьков воздуха.

Бюретку следует заполнять так, чтобы вначале уровень жидкости был несколько выше нулевого деления шкалы. Затем, осторожно приоткрывая кран, аккуратно устанавливают уровень жидкости на нулевое деление. Уровень жидкости растворов устанавливают по нижнему мениску. При отсчете по бюретке глаз наблюдателя должен находиться точно в одной плоскости с уровнем жидкости.

Посуда специального назначения. К этой группе относится посуда, употребляемая для какой-либо одной цели.

Круглодонные колбы используются для нагрева жидкостей и твердых тел до высоких температур и при перегонке под вакуумом. Для специальных работ применяют многогорловые колбы.

Холодильники – приборы, применяемые для охлаждения и конденсации паров. Холодильники, предназначенные для собирания конденсата, называют прямыми, а холодильники, из которых конденсат возвращается в процесс, – обратными.

Бюксы – стаканчики с пришлифованной крышкой. Они используются в качестве тары для взвешивания жидкостей или веществ, нестойких на воздухе.

В лаборатории часто используют посуду из пластиков (например, полиэтилен), обладающих большой химической стойкостью. Однако преимущественное применение такой посуды – работа с холодными жидкостями.

Кроме стеклянной и пластиковой посуды, в лаборатории используется и фарфоровая: чашки для нагревания и выпаривания жидкостей; тигли для прокаливания сухих веществ; воронка для фильтрования под давлением (с отсосом воздуха); ступка с пестиком для измельчения твердых тел; фарфоровая пластинка с углублениями для капельных реакций.

Температуру измеряют с помощью термометра (рис. 1.6). Чаще всего применяют ртутные термометры, конструкции которых разнообразны. Наиболее распространены обычные ртутные термометры (химические) и технические (с длинной прямой или изогнутой ножкой). Они представляют собой стеклянный капилляр, оканчивающийся резервуаром для ртути. Химические термометры обычного типа применяют для измерения температуры от –30 до +360 ^оС. Наиболее распространены термометры со шкалой 100, 150, 200, 250, 300, 360 ^оС. Для очень точных измерений

Рис. 1.6. Химический термометр

применяют термометры с ценой деления 0,1 ^оС. Отсчет градусов проводят от нуля. Вверх и вниз от нуля на шкале стоят числа, показывающие градусы: 0, 10, 20, 30 и т.д. Такие термометры служат для определения температуры плавления и кипения органических веществ.

Одной из важнейших операций, проводимых в химической лаборатории, является нагревание. В лаборатории применяются различные нагревательные приборы: газовые горелки, электрические плитки, водяные бани, колбонагреватели, сушильные шкафы.

При выполнении многих лабораторных работ приходится определять массу исходных веществ и образующихся в результате реакций. Для этого используются весы различного типа: технические (для «грубых» взвешиваний), технохимические (с погрешностью взвешивания 0,01 г) и аналитические (с погрешностью 0,0001 г).

На каждом рабочем месте должны быть предметы общего пользования: железный штатив, металлический или пластмассовый штатив для пробирок и пипеток, пинцеты, резиновые груши и другое оборудование.

Студенты должны ознакомиться с правилами поведения в лаборатории и техникой проведения работы.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ